ربما سمعت أشخاصًا يقولون إنهم يستمتعون بالجري لأنه يسمح لهم بالتبديل. ربما تشعر بهذه الطريقة بنفسك. حسنا البحوث الحديثة في الفئران تشير إلى أنه قد يكون هناك أساس علمي لهذا ، لأن نشاط الدماغ ينقص فعلًا عندما تقوم بإجراء بسيط ومتكرر. ما هو أكثر من ذلك ، في حين أن الجري قد يتعب جسمك ، قد يؤدي مثل هذا التمرين إلى تقليل حاجة الدماغ للنوم.
إن الاستيقاظ والنوم ليسا دولتين متضامنتين ومتماثلتين. في بعض الأحيان يمكنك أن تكون أكثر عمقا نائما أو مستيقظًا أكثر من الآخرين ، والحدود بين الاثنين يمكن أن تكون غير واضحة. يتدهور سلوكك الطبيعي ، مثل القدرة على التفاعل بسرعة مع الأحداث غير المتوقعة ، حيث تظل مستيقظًا بعد وقت النوم المعتاد. نحن لا نعرف بالضبط لماذا هذا لكن قد يكون ذلك أجزاء من دماغك اذهب إلى النوم حتى عندما تكون مستيقظًا من الناحية الفنية. ولكن مع وجود الدافع المناسب ، يمكننا أيضًا أن نجبر أنفسنا على البقاء مستيقظًا ، بل ونعيد أداءنا مؤقتًا.
المدة التي نحتاجها للنوم أو البقاء مستيقظًا تعتمد إلى حد ما على جيناتنا، لكن وتشير الأدلة تتأثر أيضًا بالأنشطة التي نقوم بها بينما نحن مستيقظون. والمثير للدهشة أننا ما زلنا لا نعرف ما هو الشيء الذي يجعلنا مستيقظين يضغط على أجسادنا للنوم ، لكن العلماء غالباً ما يشار إليهم "عملية S". مثل الساعة الرملية ، تشير مستويات العملية S إلى المدة التي كنا فيها مستيقظين أو نائمين ، ومدى احتمالية أن ننام أو نستيقظ في أي لحظة.
الأدلة الأخيرة تقترح أن يبدأ النوم ليس من قبل الدماغ ككل ولكن عن طريق الشبكات المحلية من الخلايا العصبية التي تم استخدامها أكثر بينما مستيقظا. تساءلت أنا وزملائي عما إذا كان لأجزاء من الدماغ مسؤولة عن سلوكيات معينة تأثير أكبر على قدرتنا على البقاء مستيقظين من الآخرين.
يصل كل ليلة مع الفئران
لاختبار هذه النظرية ، استخدمنا نزعة معروفة للفئران تشغيل عفوي على عجلة، وأحيانا تغطي عدة كيلومترات كل ليلة. عندما تعمل الفئران على هذا النحو ، فإنها تنفق بشكل كبير مزيد من الوقت مستيقظاكما لو كانت حاجتهم للنوم تتراكم بمعدل أبطأ ، أو إذا كان هناك شيء ما يغلب عليها. لإلقاء الضوء على هذه العملية الغامضة ، قمنا بالتحقق بالضبط مما يحدث في دماغ الفئران التي تعمل بشكل عفوي.
في دراستناسجلنا النشاط الكهربائي للخلايا العصبية الفردية في القشرة المخية الحديثة لكل فأر - الطبقة الخارجية من الدماغ - أثناء جريانها على عجلة. عادة ، عندما يكون الفأر (أو الإنسان) مستيقظًا ونشطًا ، تطلق الخلايا العصبية بمعدل مرتفع. هذا لأن الدماغ يجب عليه مراقبة البيئة المحيطة ، وتنسيق الحركات واتخاذ القرارات على الفور. هذا النشاط المستمر للدماغ يتطلب الكثير من الطاقة - أ يقدر 20 ٪ من كل الطاقة يستخدمها الجسم.
من المثير للدهشة ، وجدنا أنه عندما ركضت الفئران بسرعة عالية ، توقفت بعض الخلايا العصبية عن إطلاق النار تمامًا. وانخفض نشاط الدماغ الكلي في المحركات والمناطق الحسية من القشرة المخية الحديثة في المتوسط بنسبة لا تقل عن 30٪. من المفارقات أن هذا يشير إلى أن السلوك الجسدي النشط والحركة الشديدة لا تتطلب بالضرورة وجود دماغ أكثر نشاطًا.
لاحظنا أيضًا أنه عندما تشارك الحيوانات في الكثير من السلوكيات المختلفة ، فإن عصبوناتها سترتفع بعدة طرق مختلفة ، من بطيء إلى تفريغ سريع. ولكن خلال عملية الركض الرتيبة ، أصبحت الطفرات العصبية أكثر تناسقًا. هذا يشير إلى أن الجري مرتبط ليس فقط بنشاط أقل بشكل عام ولكن أيضًا مع ظهور حالة دماغ أكثر استقرارًا وموحدة.
كان سؤالنا التالي هو ما إذا كان هذا سيحدث فرقا في نشاط الدماغ بشكل عام خلال فترات الاستيقاظ الممتدة. الدراسات السابقة اقترح أنه كلما بقيت مستيقظًا أطول ، كلما أصبح دماغك أكثر إثارة (كلما زادت قدرة الخلايا العصبية على إطلاق النار). وجدنا أن الخلايا العصبية في الفئران لدينا في المتوسط أنتجت المزيد من المسامير قبل أن تذهب إلى النوم مما كانت عليه في الفترة بعد فترة وجيزة من الاستيقاظ ، قبل ساعات قليلة. ولكن إذا أمضت الفئران الكثير من الوقت في الجري ، فإن هذه الزيادة في الارتعاش لم تحدث. هذا يشير إلى أنه إذا لم يتم استخدام الخلايا العصبية فإنها لا تصبح أكثر قابلية للإثارة.
تشغيل حالة ذهنية
واستناداً إلى هذه الملاحظات ، استنتجنا أنه إذا كان يوم الفأر مهيمناً على مهام تتطلب حركات متكررة أو إيقاعية (مثل الجري) ، فإن دماغها يكون في حالة مختلفة بشكل طبيعي عن الطبيعي. قد تسمح هذه الحالة للدماغ بالراحة دون الدخول في نوم عميق وتوفير بعض الفوائد نفسها. دليل حديث يقترح باستمرار أن فترات قصيرة من التمارين قد تكون مفيدة للوظائف المعرفية في بطريقة مماثلة للنوم.
أمثلة أخرى من الطبيعة تدعم هذه الفكرة. فمثلا، الطيور تنام أقل بكثير عندما تطير بدون توقف ل عدة أيام أو الهجرة. هناك حتى بعض الأدلة على وجود تأثير مماثل في البشر ، مثل وجود صلة بين التأمل و انخفاض الحاجة للنوم. لا نعرف على وجه اليقين سبب حدوث ذلك ولكن قد يكون هذا التأمل مرتبطًا بحالة دماغ حيث يعمل الوقت بشكل أبطأ. ويمكن أن تكون هي نفسها بالنسبة للفئران على عجلة القيادة.
لا يزال هناك العديد من الأسئلة التي يجب الإجابة عليها حول سبب حاجتنا إلى النوم وكيف تؤثر على أدمغتنا. لكن ما أصبح واضحًا بشكل متزايد هو أننا لا نستطيع فهم لغز النوم دون فهم ما يحدث عندما نكون مستيقظين.
نبذة عن الكاتب
فلاديسلاف فيازوفسكي ، أستاذ مشارك في علم الأعصاب ، جامعة أكسفورد
تم نشر هذه المقالة في الأصل المحادثة. إقرأ ال المقال الأصلي.
كتب ذات صلة:
at سوق InnerSelf و Amazon
